JP6887128B2 - Cooling system - Google Patents
Cooling system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6887128B2 JP6887128B2 JP2017027896A JP2017027896A JP6887128B2 JP 6887128 B2 JP6887128 B2 JP 6887128B2 JP 2017027896 A JP2017027896 A JP 2017027896A JP 2017027896 A JP2017027896 A JP 2017027896A JP 6887128 B2 JP6887128 B2 JP 6887128B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- air
- path
- mist nozzle
- fluid mist
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
- Nozzles (AREA)
Description
本発明は、二流体ミストノズルを備えた冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device including a two-fluid mist nozzle.
従来、この種の冷却装置は、水を空気によって微細化する二流体ミストノズルを用いてミストを発生させ、そのミストの気化熱冷却を利用して空間を冷却する。 Conventionally, in this type of cooling device, mist is generated by using a two-fluid mist nozzle that miniaturizes water by air, and the space is cooled by utilizing the heat of vaporization cooling of the mist.
二流体ミストノズルとして、ノズルの内部で水を微細化する内部混合式(例えば特許文献1)と、ノズルの外部で水を微細化する外部混合式(例えば特許文献2)とが知られている。これらは何れも空気の噴流によって水を粉砕して微細化する。 As the two-fluid mist nozzle, an internal mixing type (for example, Patent Document 1) for refining water inside the nozzle and an external mixing type (for example, Patent Document 2) for refining water outside the nozzle are known. .. All of these are made into fine particles by crushing water by a jet of air.
図3に、特許文献1に記載の内部混合式の二流体ミストノズルの概略を示す。図3に示すように、内部混合式の二流体ミストノズルは、水を供給する水供給経路101と、空気を供給する空気供給経路102と、水供給経路101から供給された水と空気供給経路102から供給された空気とを混合する気液混合部103と、気液混合部103で微細化された水と空気を噴出する噴霧孔104と、を備える。
FIG. 3 shows an outline of the internal mixing type two-fluid mist nozzle described in Patent Document 1. As shown in FIG. 3, the internal mixing type two-fluid mist nozzle has a
図4に、特許文献2に記載の外部混合式の二流体ミストノズルの概略を示す。図4に示すように、外部混合式の二流体ミストノズルは、水を供給する水供給経路201と、空気を供給する空気供給経路202と、水供給経路201から供給された水を噴出する水噴出孔203と、空気供給経路202から供給された空気を噴出する空気噴出孔204と、ノズル外部に設けられおり噴出した水を噴出した空気で粉砕する気液混合部205と、を備える。
FIG. 4 shows an outline of the external mixing type two-fluid mist nozzle described in Patent Document 2. As shown in FIG. 4, the external mixing type two-fluid mist nozzle ejects water supplied from the
また、二流体ミストノズルには、高圧の空気と水を供給する必要がある。そのために、例えば図5に示すように、コンプレッサとポンプを使用して高圧の空気と水を供給する。図5は、ミストを噴霧する二流体ミストノズル306と、二流体ミストノズル306に液体を供給するための液体供給経路305と、二流体ミストノズル306に空気を供給するための空気供給経路304と、高圧の液体を生成するための液体ポンプ303と、高圧の空気を生成するためのコンプレッサ302と、液体ポンプ303に液体を供給するための液体タンク301とから構成されている噴霧システムの例である。
In addition, the two-fluid mist nozzle needs to be supplied with high-pressure air and water. To that end, for example, as shown in FIG. 5, a compressor and a pump are used to supply high pressure air and water. FIG. 5 shows a two-
しかしながら、上記の従来技術の場合、外部環境の空気の温度よりも低い温度の水が二流体ミストノズルに供給され、この水が噴霧孔から噴霧されるため、ミストが短時間で蒸発しないという課題がある。この場合、ミストが蒸発する前に路面に落下してしまう傾向にあり、よって、ミストによる気化熱冷却の効果が低くなってしまう。 However, in the case of the above-mentioned prior art, water having a temperature lower than the temperature of the air in the external environment is supplied to the two-fluid mist nozzle, and this water is sprayed from the spray holes, so that the mist does not evaporate in a short time. There is. In this case, the mist tends to fall on the road surface before it evaporates, and therefore the effect of heat of vaporization cooling by the mist is reduced.
本発明は、上記課題を解決するものであり、噴出したミストの蒸発時間が短い冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide a cooling device having a short evaporation time of the ejected mist.
従来の課題を解決するために、本発明の冷却装置は、二流体ミストノズルと、前記二流体ミストノズルに向かう水が流れる水経路と、前記二流体ミストノズルに向かう前記水よりも高温な圧縮空気が流れる空気経路と、前記水経路を流れる水と前記空気経路を流れる高温な圧縮空気との間で熱交換を行い、前記水の温度を上昇させる熱交換部と、を備える。 In order to solve the conventional problems, the cooling device of the present invention has a two-fluid mist nozzle, a water path through which water flows toward the two-fluid mist nozzle, and compression at a temperature higher than that of the water toward the two-fluid mist nozzle. comprising an air path through which the air flows, and a heat exchange unit that had a row of heat exchanger to raise the temperature of the water between the hot compressed air flowing through the air path with the water flowing through the water passage.
本発明の構成によれば、熱交換部において、高温圧縮空気と水との間で熱交換が行われるので、二流体ミストノズルから噴出するミストの温度が上昇する。よって、噴出するミストの蒸発時間が短くなる。 According to the configuration of the present invention, heat exchange is performed between the high-temperature compressed air and water in the heat exchange section, so that the temperature of the mist ejected from the two-fluid mist nozzle rises. Therefore, the evaporation time of the ejected mist is shortened.
本発明によれば、ミストの蒸発時間が短くなり、路面に落下する前に完全に蒸発させることができる。よって、温度低下量を大きくすることができる。また、冷却効果をすばやく得ることができる。 According to the present invention, the evaporation time of the mist is shortened, and the mist can be completely evaporated before falling on the road surface. Therefore, the amount of temperature decrease can be increased. Moreover, the cooling effect can be obtained quickly.
第1の発明は、冷却装置が、二流体ミストノズルと、前記二流体ミストノズルに向かう水が流れる水経路と、前記二流体ミストノズルに向かう前記水よりも高温な圧縮空気が流れる空気経路と、前記水経路を流れる水と前記空気経路を流れる前記水よりも高温な圧縮空気との間で熱交換を行う熱交換部とを備えることにある。 In the first invention, the cooling device includes a two-fluid mist nozzle, a water path through which water flows toward the two-fluid mist nozzle, and an air path through which compressed air having a temperature higher than that of the water flows toward the two-fluid mist nozzle. A heat exchange unit that exchanges heat between water flowing through the water path and compressed air having a temperature higher than that of the water flowing through the air path is provided.
これにより、熱交換部において、水よりも高温な圧縮空気とその水との間で熱交換が行われるので、二流体ミストノズルから噴出するミストの温度が上昇する。よって、噴出するミストの蒸発時間が短くなる。 As a result, in the heat exchange section, heat is exchanged between the compressed air having a temperature higher than that of water and the water, so that the temperature of the mist ejected from the two-fluid mist nozzle rises. Therefore, the evaporation time of the ejected mist is shortened.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明は限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
[構成]
図1は、実施の形態1に係る冷却装置の構成例を示す。
[Constitution]
FIG. 1 shows a configuration example of the cooling device according to the first embodiment.
冷却装置は、二流体ミストノズル6と、水経路8と、空気経路7と、熱交換部2と、コンプレッサ1と、ポンプ3と、第1のバルブ4と、第2のバルブ5、凝縮水回収部9とを備える。
The cooling device includes a two-
ポンプ3は、水経路8の上流に設けられており、水経路8に高圧の水を供給する。なお、ポンプ3は、高圧の水を供給するための一例であり、他の方法によって高圧の水が供給されてもよい。水経路8は、最終的に、二流体ミストノズル6に接続されている。
The
コンプレッサ1は、空気経路7の上流に設けられており、空気経路7に、上記の水経路8を流れる水よりも高温な圧縮された空気(以下「高温圧縮空気」という)を供給する。なお、コンプレッサ1は、高温圧縮空気を供給するための一例であり、他の方法によって高温圧縮空気が供給されてもよい。空気経路7は、最終的に、二流体ミストノズル6に接続されている。
The compressor 1 is provided upstream of the
水経路8と空気経路7は、二流体ミストノズル6に到達する途中に、熱交換部2を通るように構成されている。熱交換部2は、水経路8を流れる水と空気経路7を流れる高温圧縮空気との間で熱交換を行うための機構である。
The
熱交換部2は、例えば、水経路8の管が空気経路7の管を覆うような二重管構造である。この場合、空気経路7の管を通る高温圧縮空気は、当該管を介して、水経路8の管を通る水と熱交換を行う。そこで、空気経路7の管の素材を、銅やアルミのような、熱伝導率が高いものとしてよい。これにより、効率的な熱交換を行うことができる。また、熱交換部2内において、空気経路7の管の外周面を、フィン等の伝熱面積を増やす構成としてもよい。これにより、さらに効率的な熱交換を行うことができる。
The heat exchange unit 2 has, for example, a double pipe structure in which the pipe of the
また、熱交換部2がコンプレッサ1の圧縮機構を冷却できる構成としてもよい。これにより、体積効率が改善され、コンプレッサ1の吐出し流量を増加させることができ、消費電力を低減させることができる。 Further, the heat exchange unit 2 may be configured to be able to cool the compression mechanism of the compressor 1. As a result, the volumetric efficiency is improved, the discharge flow rate of the compressor 1 can be increased, and the power consumption can be reduced.
第1のバルブ4は、空気経路7上の、熱交換部2と二流体ミストノズル6との間に設けられている。第1のバルブ4を調整することにより、空気経路7を流れる空気量を調整することができる。
The
第2のバルブ5は、水経路8上の、熱交換部2とポンプ3との間に設けられている。第2のバルブ5を調整することにより、水経路8を流れる水量を調整することができる。
The
第1及び第2のバルブ4、5を調整することにより、各経路において比較的高密度で流体を流すことができ、よって、流速を低下させて管路圧損を低減させることができる。なお、第1及び第2のバルブ4、5は、設けられなくてもよい。
By adjusting the first and
凝縮水回収部9は、空気経路7上の、熱交換部と二流体ミストとの間に設けられている。凝縮水回収部9は、熱交換部2で冷却され空気が凝縮水を発生させた場合に、それを回収し、二流体ミストノズル6への凝縮水の浸入を防ぐ。凝縮水回収部9は、例えば、圧力タンクやサイクロンセパレータ等である。なお、凝縮水回収部9は設けられなくてもよい。
The condensed
[動作]
次に、以上のように構成された冷却装置の動作及び作用を、図1及び図2を参照しながら説明する。
[motion]
Next, the operation and operation of the cooling device configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
コンプレッサ1は、空気を昇圧して、空気経路7に高温圧縮空気を供給する。ポンプ3は、水経路8に高圧の水を供給する。
The compressor 1 boosts the air and supplies high-temperature compressed air to the
熱交換部2において、空気経路7を流れる高温圧縮空気と水経路8を流れる水とが熱交換を行う。これにより、高温圧縮空気の温度は低くなり、水の温度は高くなる。このように熱交換が行われた空気と水は、二流体ミストノズル6に供給される。
In the heat exchange unit 2, the high-temperature compressed air flowing through the
二流体ミストノズル6が、図3のような内部混合式である場合、内部の気液混合部103において、供給された水を、供給された圧縮空気の噴流によって粉砕して微細化する。そして、微細化した水を、圧縮空気と共に噴霧孔104から噴霧する。
When the two-
ここで、気液混合部103内でも、水と圧縮空気との間で熱交換が行われる。しかし、水と圧縮空気とは混合して噴霧孔l04まで流れるため、水と圧縮空気との間の相対速度差は小さい。よって、このときの熱伝達率は小さい。さらに、気液混合部103内で水と圧縮空気が混合してから噴霧孔104に到達するまでの距離は極めて短いため、水と圧縮空気とが熱交換を行う時間も極めて短い。したがって、二流体ミストノズル6内で行われる水と圧縮空気との間の熱交換は、ほとんど影響を及ぼさない。
Here, heat exchange is also performed between water and compressed air in the gas-
また、二流体ミストノズル6が、図4のような外部混合式である場合、水と圧縮空気とを別々の経路で噴出するため、水と空気との間で熱交換がほとんど行われない。すなわち、本実施の形態に係る二流体ミストノズル6が内部混合式又は外部混合式の何れであっても、二流体ミストノズル6の内部における水と圧縮空気との間の熱交換は、熱交換部2における熱交換に対してほとんど影響を及ぼさない。
Further, when the two-
次に、図2の湿り空気線図の例を参照しながら、本実施の形態に係る冷却装置の動作をさらに説明する。 Next, the operation of the cooling device according to the present embodiment will be further described with reference to the example of the psychrometric chart of FIG.
図2において、点25は、二流体ミストノズル6から噴出された空気が混合される前の外部空気(以下「混合前空気」という)の状態を示す。
In FIG. 2, the
点23は、混合前空気に、従来技術に係る二流体ミストノズル6から噴出された空気が混合された後の空気の状態を示す。
点21は、混合前空気に、本実施の形態に係る二流体ミストノズル6から噴出された空気が混合された後の空気の状態を示す。
本実施の形態に係る点21は、従来技術に係る点23よりも、乾球温度が低くなっている。なぜなら、本実施の形態では、二流体ミストノズル6から噴出される圧縮空気の熱量が、熱交換部2において水に奪われているからである。
The dry-bulb temperature of the
点21及び点23が示す混合空気にミストが噴出されて当該ミストが蒸発すると、点21及び点23の状態は、それぞれ、エンタルピー線26及び27上を飽和水蒸気線Hに近づく方向に変化し、最終的に、エンタルピー線26、27と飽和水蒸気線Hとの交点の状態22、24となる。
When the mist is ejected into the mixed air indicated by the
図2に示すように、本実施の形態に係るミスト蒸発後の混合空気の状態22における乾球温度Tは、従来技術に係るミスト蒸発後の混合空気の状態24における乾球温度T’よりも低くなる。このように、本実施の形態によれば、混合前空気の温度を基準とした場合の、ミストの気化熱冷却による冷却量を増加させることができる。
As shown in FIG. 2, the dry-bulb temperature T in the
また、ノズルから噴出されたミストは、熱交換部2において高温圧縮空気から熱を受け取って混合前空気よりも高い温度となっているため、蒸発しやすい状態となっている。 Further, the mist ejected from the nozzle receives heat from the high-temperature compressed air in the heat exchange unit 2 and has a temperature higher than that of the air before mixing, so that the mist is in a state of being easily evaporated.
したがって、二流体ミストノズル6から噴出されたミストが蒸発するまでの時間が短くなり、ミストが路面に落下し終える前に蒸発するようになり、冷却効果が増大する。
Therefore, the time until the mist ejected from the two-
例えば、夏場において、混合前空気の乾球温度が35度、ポンプ3が供給する水の温度が25度の場合、次のように動作する。
For example, in the summer, when the dry-bulb temperature of the air before mixing is 35 degrees and the temperature of the water supplied by the
ポンプ3から供給される水は25度であるが、熱交換部において高温圧縮空気から熱量を奪い、混合前空気の乾球温度35度よりも高い水温となる。すなわち、二流体ミストノズル6には、35度よりも高い温度の水が供給される。したがって、二流体ミストノズル6から噴出されるミストは、短時間で蒸発する。よって、ミストが蒸発せずに路面に落下する傾向にある従来技術と比較して、本実施の形態では、ミストの気化熱冷却による温度低下量が増加する。
The water supplied from the
コンプレッサ1から供給される高温圧縮空気は100度を越えているが、熱交換部2において水に熱量を奪われて40度以下となる。すなわち、二流体ミストノズル6には、40度以下の圧縮空気が供給される。したがって、二流体ミストノズル6から噴出される圧縮空気は、混合前空気の乾球温度をほとんど上昇させない。よって、高温な圧縮空気を噴出する従来技術と比較して、本実施の形態における温度低下量はさらに増加する。
The high-temperature compressed air supplied from the compressor 1 exceeds 100 degrees, but the amount of heat is taken away by water in the heat exchange unit 2 and the temperature becomes 40 degrees or less. That is, compressed air of 40 degrees or less is supplied to the two-
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、霧を屋外空間に噴き出して屋外空間を冷却する冷却装置に用いるのに好適である。 The present invention is suitable for use in a cooling device that cools an outdoor space by ejecting mist into the outdoor space.
1 コンプレッサ
2 熱交換部
3 ポンプ
4 第1のバルブ
5 第2のバルブ
6 二流体ミストノズル
7 空気経路
8 水経路
9 凝縮水回収装置
1 Compressor 2
Claims (3)
前記二流体ミストノズルに向かう水が流れる水経路と、
前記二流体ミストノズルに向かう、前記水よりも高温な圧縮空気が流れる空気経路と、
前記水経路を流れる水と前記空気経路を流れる前記水よりも高温な圧縮空気との間で熱交換を行い、前記水の温度を上昇させる熱交換部と、を備える、
冷却装置。 Two-fluid mist nozzle and
The water path through which water flows toward the two-fluid mist nozzle,
An air path through which compressed air hotter than water flows toward the two-fluid mist nozzle,
There row heat exchange with the hot compressed air than the water flowing through the air path with the water flowing through the water passage, and a heat exchanger to raise the temperature of the water,
Cooling system.
請求項1に記載の冷却装置。 Compressed air, which is hotter than the water, is supplied by the compressor.
The cooling device according to claim 1.
前記水経路に流れる水量を調節する第2のバルブと、をさらに備える、
請求項1又は2に記載の冷却装置。 A first valve that regulates the amount of air flowing through the air path,
A second valve for adjusting the amount of water flowing in the water path is further provided.
The cooling device according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017027896A JP6887128B2 (en) | 2017-02-17 | 2017-02-17 | Cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017027896A JP6887128B2 (en) | 2017-02-17 | 2017-02-17 | Cooling system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018132274A JP2018132274A (en) | 2018-08-23 |
JP6887128B2 true JP6887128B2 (en) | 2021-06-16 |
Family
ID=63249570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017027896A Active JP6887128B2 (en) | 2017-02-17 | 2017-02-17 | Cooling system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6887128B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02147718U (en) * | 1989-05-17 | 1990-12-14 | ||
JPH10205799A (en) * | 1997-01-17 | 1998-08-04 | Kubota Corp | Ventilating mechanism of heat treatment equipment |
US6789787B2 (en) * | 2001-12-13 | 2004-09-14 | Tommy Stutts | Portable, evaporative cooling unit having a self-contained water supply |
JP2013195015A (en) * | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Kyb Co Ltd | Mist device |
-
2017
- 2017-02-17 JP JP2017027896A patent/JP6887128B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018132274A (en) | 2018-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6571569B1 (en) | Method and apparatus for high heat flux heat transfer | |
CN106785822B (en) | A kind of system and method for cooling superelevation heat flow density heat source | |
US11365938B2 (en) | Combined convector | |
US20060117782A1 (en) | Method and apparatus for high heat flux heat transfer | |
CN105525995B (en) | The medium gasket and its cooling means of inlet air stream for the cooling compressor for leading to gas-turbine unit | |
US20070119568A1 (en) | System and method of enhanced boiling heat transfer using pin fins | |
CN106871520B (en) | A kind of efficient radiating apparatus based on array spraying | |
US20030226371A1 (en) | Method and apparatus for high heat flux heat transfer | |
CN107894114A (en) | A kind of electronic device flash boiling spray circulating cooling system with self-optimizing characteristic | |
CN108224604A (en) | Electrical box cooling system and method and air conditioner | |
CN206235183U (en) | A kind of refrigerator cooling system | |
CN106848478A (en) | For the cooling system and its cooling means of battery | |
US9540962B2 (en) | Power plant air cooled heat exchanger or condenser with pressurized gas entrained cooling liquid mister | |
JP6887128B2 (en) | Cooling system | |
CN201803537U (en) | Water chilling unit of evaporative condenser | |
JP2009150625A (en) | Steam generation system | |
JP2016023925A (en) | Evaporation air conditioning system | |
CN203744762U (en) | Evaporation air cooler with atomization and precooling device | |
CN207962966U (en) | Electrical apparatus box cooling system and air conditioner | |
CN102230751A (en) | Vacuum evaporation cooling device | |
CN110822698A (en) | Heat exchange assembly, condenser and air conditioner | |
CN205655516U (en) | Enthalpy system falls in carbon dioxide air source heat pump evaporation | |
CN217715516U (en) | Waste heat recovery system | |
JP2008089291A (en) | Heat exchanger device and heat exchange system | |
CN108759504A (en) | A kind of natural ventilation air-cooling tower and cooling means of nozzle evaporation precooling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20190625 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20191018 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200116 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201117 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20210114 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210315 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210330 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210427 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6887128 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |